KR20110033176A - Heat and moisture exchange unit - Google Patents
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Abstract
본 발명은 하우징(52), 열 및 수분 보유 매체(54)(HM 매체), 및 밸브 메커니즘(56)을 포함하는 열 및 수분 교환(HME) 유닛(50)에 관한 것이다. 하우징(52)은 2개의 포트(58, 60) 사이에서 연장하고 제1 및 제2 유동 경로를 형성하는 중간 섹션(62)을 형성한다. HM 매체(54)는 제1 유동 경로를 따라 유지된다. 밸브 메커니즘(56)은 하우징(52) 내에 이동 가능하게 보유되고, 대향하는 제1 및 제2 최대 이동점 사이에서 전환 가능한 차단 부재(100)를 포함한다. 제1 최대 이동점에서, 차단 부재(100)는 제1 유동 경로를 통해서만 공기 유동을 허용하도록 제2 유동 경로를 폐쇄한다. 제2 최대 이동점에서, 차단 부재(100)는 제1 및 제2 유동 경로 모두를 통해 공기 유동을 허용한다. HME 유닛(50)은 사용이 간단하고, 공기 유동이 HM 매체(54) 둘레에서 자유롭게 진행하는 효과적인 우회 상태를 제공한다.The present invention is directed to a heat and moisture exchange (HME) unit 50 comprising a housing 52, a heat and moisture retention medium 54 (HM medium), and a valve mechanism 56. The housing 52 forms an intermediate section 62 extending between two ports 58, 60 and forming first and second flow paths. HM medium 54 is maintained along the first flow path. The valve mechanism 56 is movably retained in the housing 52 and includes a blocking member 100 that is switchable between opposing first and second maximum points of movement. At the first maximum point of travel, the obstruction member 100 closes the second flow path to allow air flow only through the first flow path. At the second maximum point of travel, the obstruction member 100 allows air flow through both the first and second flow paths. The HME unit 50 is simple to use and provides an effective bypass state where air flows freely around the HM medium 54.
Description
본 발명은 환자 호흡 회로에서 유용한 열 및 수분 교환("HME": Heat and Moisture Exchange) 유닛에 관한 것이다. 특히, 본 발명의 HME 유닛은 호흡 회로에 연결 가능하고, 공기 유동이 수납된 열 및 수분 보유 매체와의 최소의 상호 작용으로 HME 유닛을 통과하는 것을 선택적으로 가능케 하는 우회 구성을 제공한다.The present invention relates to heat and moisture exchange ("HME") units useful in patient breathing circuits. In particular, the HME unit of the present invention provides a bypass configuration that is connectable to the breathing circuit and that allows the air flow to selectively pass through the HME unit with minimal interaction with the stored heat and moisture retention medium.
환자 호흡을 보조하기 위한 인공 호흡기 및 호흡 회로의 사용은 본 기술 분야에서 공지되어 있다. 인공 호흡기 및 호흡 회로는 스스로 호흡하는 것이 어려운 환자에게 기계적 보조를 제공한다. 수술 및 다른 의료 시술 중에, 환자는 흔히 환자에게 호흡 기체를 제공하기 위해 인공 호흡기에 연결된다. 그러한 호흡 회로의 한 가지 단점은 전달되는 공기가 환자의 폐에 대해 적절한 습도 수준 및/또는 온도를 갖지 않는 것이다.The use of respirators and breathing circuits to assist patient breathing is known in the art. Respirators and breathing circuits provide mechanical assistance to patients who have difficulty breathing on their own. During surgery and other medical procedures, patients are often connected to a ventilator to provide breathing gas to the patient. One disadvantage of such breathing circuits is that the air to be delivered does not have an appropriate humidity level and / or temperature for the patient's lungs.
원하는 습도 및/또는 온도를 갖는 공기를 환자에게 제공하기 위해, HME 유닛은 호흡 회로에 유체 연결될 수 있다. 참조의 관점에서, "HME"는 총칭이고, 단순 응축기 가습기, 흡습성 응축기 가습기, 발습성 응축기 가습기 등을 포함할 수 있다. 일반적으로, HME 유닛은 열 및 수분 보유 매체 또는 재료("HM 매체")의 층을 포함하는 하우징으로 구성된다. 이러한 재료는 환자의 폐로부터 호기된 공기로부터 수분 및 열을 보유하고, 그 다음 포착된 수분 및 열을 흡기 호흡의 인공 호흡기-제공 공기에 전달하는 능력을 갖는다. HM 매체는 미처리되거나, 예를 들어 흡습성 재료로 처리된 발포체 또는 종이 또는 다른 적합한 재료로 형성될 수 있다.To provide the patient with air with the desired humidity and / or temperature, the HME unit can be fluidly connected to the breathing circuit. In view of reference, “HME” is a generic term and may include a simple condenser humidifier, a hygroscopic condenser humidifier, a moisture repellent condenser humidifier, and the like. In general, an HME unit consists of a housing that includes a layer of heat and moisture retention medium or material (“HM medium”). Such materials retain the moisture and heat from the exhaled air from the patient's lungs and then have the ability to deliver the captured moisture and heat to the ventilator-providing air of inspiratory breathing. The HM media may be untreated or formed of foam or paper or other suitable material, for example treated with a hygroscopic material.
HME 유닛이 호흡 회로 내에서 인공 호흡기-제공 공기와 관련된 열 및 습도 문제를 처리하지만, 다른 결점이 존재할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸화된 약제 입자를 환자의 폐로 전달하기 위해 (예컨대, 네뷸라이저를 거쳐) 호흡 회로 내로 도입하는 것이 상당히 일반적이다. 그러나, HME 유닛이 호흡 회로 내에 존재하는 경우에, 약제 입자는 HM 매체를 통해 쉽게 횡단하지 않을 것이고, 따라서 환자에게 전달되지 않을 것이다. 또한, HM 매체는 액체 약제의 액적으로 막힐 수 있어서, 몇몇 경우에, HME 유닛의 상승된 저항으로 이어진다. 이러한 문제를 해결하기 위한 한 가지 접근은 에어로졸화된 약제를 도입할 때 호흡 회로로부터 HME 유닛을 제거하는 것이다. 이는 시간이 걸리며 오류가 나기 쉽고, 회로가 감압될 때 회복된 폐 체적의 손실을 일으킬 수 있다. 대안적으로, 공기 유동 경로로부터 HM 매체를 선택적으로 그리고 완전하게 격리시키는 복잡한 우회 구조물/밸브를 포함하는 다양한 HME 유닛이 제안되었다. 예를 들어, 기존의 우회형 HME 유닛은 내부에 있거나 HM 매체를 통과하는 우회 구조물을 채용한다. 실행 가능하지만, 이러한 그리고 다른 우회형 HME 유닛은 작동이 어렵고 (예컨대, 보호자가 2개의 마찰식으로 끼워 맞춰진 하우징 유닛들을 서로에 대해 회전시키도록 요구하고) 그리고/또는 상대적으로 복잡하고 따라서 고가이다.Although the HME unit addresses the heat and humidity issues associated with the ventilator-providing air within the breathing circuit, other drawbacks may exist. For example, it is quite common to introduce aerosolized drug particles into the breathing circuit (eg, via a nebulizer) for delivery to a patient's lungs. However, if the HME unit is present in the breathing circuit, the drug particles will not easily traverse through the HM medium and therefore will not be delivered to the patient. In addition, the HM medium may be blocked with droplets of liquid medication, which in some cases leads to elevated resistance of the HME unit. One approach to solving this problem is to remove the HME unit from the breathing circuit when introducing the aerosolized medicament. This is time consuming and error prone and can cause a loss of recovered lung volume when the circuit is depressurized. Alternatively, various HME units have been proposed that include complex bypass structures / valvees that selectively and completely isolate HM media from the air flow path. For example, existing bypassed HME units employ bypass structures that are internal or pass through the HM media. While feasible, these and other bypassed HME units are difficult to operate (eg, require a guardian to rotate two frictionally fitted housing units relative to each other) and / or are relatively complex and therefore expensive.
상기에 비추어, 종래의 우회형 HME 유닛과 관련된 문제점들 중 하나 이상을 해결하는 HM 매체 우회 특징부를 갖는 개선된 HME 유닛에 대한 필요가 존재한다.In light of the above, there is a need for an improved HME unit having an HM media bypass feature that addresses one or more of the problems associated with conventional bypass HME units.
본 발명에 따른 몇몇 태양은 하우징, 열 및 수분 보유 매체(HM 매체), 및 밸브 메커니즘을 포함하는 열 및 수분 교환(HME) 유닛에 관한 것이다. 하우징은 제1 포트, 제2 포트, 및 중간 섹션을 형성한다. 중간 섹션은 제1 및 제2 포트 사이에서 연장하고, 제1 및 제2 포트를 유체 연결하는 제1 및 제2 유동 경로를 형성한다. HM 매체는 제1 유동 경로를 따라 중간 섹션 내에 유지된다. 밸브 메커니즘은 하우징 내에 이동 가능하게 보유되고, 대향하는 제1 및 제2 최대 이동점 사이에서 전환 가능한 차단 부재를 포함한다. 이와 관련하여, HME 유닛은 제1 최대 이동점에서, 차단 부재가 제2 유동 경로를 폐쇄하여 공기 유동을 제1 유동 경로만을 통해 허용하도록 구성된다. 제2 최대 이동점에서, 차단 부재는 공기 유동을 제1 및 제2 유동 경로를 통해 허용한다. 이러한 구성에서, HME 유닛은 소형이며 사용이 간단하지만, 공기 유동이 HM 매체 둘레에서 자유롭게 진행하는 효과적인 우회 상태를 제공한다. 몇몇 실시예에서, 제1 유동 경로는 단면이 U 형상이고, HM 매체는 공기 유동이 HM 매체의 대향하는 주 표면들을 통과하도록 제1 유동 경로 내에 배열된다. 또 다른 실시예에서, HME 유닛은 제1 유동 방향으로 제2 유동 경로를 통한 공기 유동은 허용하고, 제2의 반대 유동 방향으로 제2 유동 경로를 통한 공기 유동은 방지하도록 배열된 체크 밸브 플레이트를 추가로 포함한다.Some aspects according to the present invention relate to a heat and moisture exchange (HME) unit comprising a housing, a heat and moisture retention medium (HM medium), and a valve mechanism. The housing forms a first port, a second port, and an intermediate section. The intermediate section extends between the first and second ports and forms first and second flow paths that fluidly connect the first and second ports. HM medium is maintained in the intermediate section along the first flow path. The valve mechanism is movably retained in the housing and includes a blocking member that is switchable between opposing first and second maximum points of movement. In this regard, the HME unit is configured such that at the first maximum point of movement, the obstruction member closes the second flow path to allow air flow through only the first flow path. At the second maximum point of travel, the obstruction member allows air flow through the first and second flow paths. In this configuration, the HME unit is compact and simple to use, but provides an effective bypass state where air flows freely around the HM medium. In some embodiments, the first flow path is U-shaped in cross section and the HM medium is arranged in the first flow path such that the air flow passes through opposing major surfaces of the HM medium. In another embodiment, the HME unit has a check valve plate arranged to permit air flow through the second flow path in the first flow direction and prevent air flow through the second flow path in the second opposite flow direction. Additionally included.
본 발명의 원리에 따른 다른 태양은 하우징, HM 매체, 및 밸브 메커니즘을 포함하는 HME 유닛에 관한 것이다. 하우징은 제1 및 제2 포트 사이에서 연장되는 중간 섹션을 포함한다. HM 매체는 대향하는 제1 및 제2 측면을 형성하고, 제1 측면이 제1 포트와 유체 대면하고 제2 측면이 제2 포트와 유체 대면하도록 하우징 내에 배치된다. 밸브 메커니즘은 HM 매체의 제1 측면과 제1 포트 사이에서 유체적으로, 하우징의 중간 섹션 내에 이동 가능하게 조립된 차단 부재를 포함한다. 이와 관련하여, 차단 부재는 차단 부재가 제1 포트로부터, HM 매체를 통해, 제2 포트로의 유동 경로를 완성하고, HM 매체 둘레의 우회 유동 경로를 폐쇄하는 HME 위치로부터 전환 가능하다. 아울러, HME 유닛은 하우징에 대한 차단 부재의 임의의 위치에서, 열 및 수분 매체의 제1 측면의 적어도 일 부분이 제1 포트에 대해 유체 개방되어 유지되도록 구성된다. 이러한 구성에서, HME 유닛은 소형 구성을 갖지만, 공기 유동이 HM 매체 둘레에서 자유롭게 이동하는 효과적인 우회 상태를 제공할 수 있다.Another aspect according to the principles of the present invention relates to an HME unit comprising a housing, an HM medium, and a valve mechanism. The housing includes an intermediate section extending between the first and second ports. The HM medium defines opposing first and second sides, and is disposed within the housing such that the first side is in fluid facing the first port and the second side is in fluid facing the second port. The valve mechanism includes a blocking member movably assembled in an intermediate section of the housing, fluidly between the first side and the first port of the HM medium. In this regard, the blocking member is switchable from the HME position where the blocking member completes the flow path from the first port, through the HM medium, to the second port, and closes the bypass flow path around the HM medium. In addition, the HME unit is configured such that at any position of the blocking member relative to the housing, at least a portion of the first side of the heat and moisture medium remains fluid open relative to the first port. In this configuration, the HME unit has a compact configuration, but can provide an effective bypass state in which the air flow moves freely around the HM medium.
본 발명에 따른 또 다른 태양은 하우징, HM 매체, 2차 필터, 및 밸브 메커니즘을 포함하는 HME 유닛에 관한 것이다. 하우징은 제1 및 제2 포트 사이에서 연장하는 중간 섹션을 형성하고, 중간 섹션은 제1 및 제2 유동 경로를 형성한다. HM 매체 및 2차 필터는 제2 유동 경로로부터 떨어져서, 제1 유동 경로를 따라 유지된다. 밸브 메커니즘은 하우징 내에 이동 가능하게 조립되고, 제1 및 제2 위치 사이에서 전환 가능한 차단 부재를 포함한다. 제1 위치에서, 제1 유동 경로는 개방되고, 제2 유동 경로는 폐쇄된다. 제2 위치에서, 적어도 제2 유동 경로가 개방된다. 이러한 구성에서, HME 유닛은 HMEF로서 역할할 수 있고, 여기서 2차 필터는 종래의 우회형 HMEF 유닛에 비해 상대적으로 커서 더 높은 필터 효율을 생성한다.Another aspect according to the invention relates to an HME unit comprising a housing, an HM medium, a secondary filter, and a valve mechanism. The housing forms an intermediate section extending between the first and second ports, and the intermediate section forms the first and second flow paths. The HM medium and the secondary filter are kept along the first flow path, away from the second flow path. The valve mechanism is movably assembled in the housing and includes a blocking member that is switchable between the first and second positions. In the first position, the first flow path is open and the second flow path is closed. In the second position, at least the second flow path is open. In this configuration, the HME unit can serve as the HMEF, where the secondary filter is relatively large compared to conventional bypass HMEF units, resulting in higher filter efficiency.
도 1은 본 발명의 원리에 따른 HME 유닛이 유용한 예시적인 환자 호흡 회로의 단순화된 도면이다.
도 2는 본 발명의 원리에 따른 HME 유닛이 유용한 다른 예시적인 호흡 회로의 단순화된 도면이다.
도 3a는 HME 모드에서의 본 발명의 원리에 따른 HME 유닛의 사시도이다.
도 3b는 우회 모드에서의 도 3a의 HME 유닛의 사시도이다.
도 4a는 도 3a의 HME 유닛의 종단면도이다.
도 4b는 도 3b의 HME 유닛의 종단면도이다.
도 4c는 도 3a의 HME 유닛의 측단면도이다.
도 5는 선택적인 저항 표시기를 도시하는, 도 3a의 HME 유닛의 측단면도이다.
도 6은 본 발명의 원리에 따른 다른 HME 유닛의 상부, 측면 사시도이다.
도 7a는 HME 모드에서의 도 6의 HME 유닛의 종단면도이다.
도 7b는 우회 모드에서의 도 6의 HME 유닛의 종단면도이다.
도 8 및 9는 본 발명의 원리에 따른 다른 HME 유닛의 일부를 도시하는 단면도이다.
도 10 및 11은 본 발명의 원리에 따른 다른 HME 유닛의 일부를 도시하는 단면도이다.
도 12 및 13은 본 발명의 원리에 따른 다른 HME 유닛의 일부를 도시하는 단순화된 단면도이다.
도 14 및 15는 본 발명의 원리에 따른 다른 HME 유닛의 일부를 도시하는 단순화된 단면도이다.1 is a simplified diagram of an exemplary patient breathing circuit in which an HME unit in accordance with the principles of the present invention is useful.
2 is a simplified diagram of another exemplary breathing circuit in which an HME unit in accordance with the principles of the present invention is useful.
3A is a perspective view of an HME unit in accordance with the principles of the present invention in HME mode.
3B is a perspective view of the HME unit of FIG. 3A in bypass mode.
4A is a longitudinal cross-sectional view of the HME unit of FIG. 3A.
4B is a longitudinal cross-sectional view of the HME unit of FIG. 3B.
4C is a side cross-sectional view of the HME unit of FIG. 3A.
5 is a side cross-sectional view of the HME unit of FIG. 3A, showing an optional resistance indicator.
6 is a top, side perspective view of another HME unit in accordance with the principles of the present invention.
7A is a longitudinal cross-sectional view of the HME unit of FIG. 6 in the HME mode.
FIG. 7B is a longitudinal cross-sectional view of the HME unit of FIG. 6 in bypass mode. FIG.
8 and 9 are cross-sectional views showing a portion of another HME unit in accordance with the principles of the present invention.
10 and 11 are cross-sectional views showing a portion of another HME unit in accordance with the principles of the present invention.
12 and 13 are simplified cross-sectional views showing a portion of another HME unit in accordance with the principles of the present invention.
14 and 15 are simplified cross-sectional views showing a portion of another HME unit in accordance with the principles of the present invention.
아래에서 상세하게 설명되는 바와 같이, 본 발명의 원리에 따른 태양은 환자 호흡 회로에서 유용한 HME 유닛에 관한 것이다. 참조의 관점에서, 도 1은 환자(12)와 인공 호흡기(도시되지 않음) 사이에 연결된 다수의 가요성 튜빙 세그먼트를 포함하는 하나의 그러한 호흡 회로(10)를 도시한다. 도 1의 호흡 회로(10)는 이중 분지 호흡 회로이고, 가압 공기의 공급원(14), 본 발명에 따른 HME 유닛(16)(블록 형태로 도시됨), 및 네뷸라이저(18)를 포함할 수 있다.As described in detail below, aspects according to the principles of the present invention relate to HME units useful in patient breathing circuits. In terms of reference, FIG. 1 shows one
호흡 회로(10)의 하나의 비제한적인 예를 염두하면, 환자(12)를 HME 유닛(16)에 연결하는 환자 튜브(20)가 제공된다. 환자(12)와 접속하는 환자 튜브(20)의 단부는 환자의 입과 목구멍을 통해 환자의 폐 속으로 연장하는 기관내 튜브일 수 있다. 대안적으로, 이는 또한 공기를 환자의 목구멍으로 그리고 환자의 폐로 제공하는 기관조루술 튜브(도 1에 도시되지 않았지만, 도 2에서 46으로 표시됨)에 연결될 수 있다. 커넥터(22), 예를 들어 Y-커넥터가 HME 유닛(16)의 반대측 상에서 연장한다. Y-커넥터(22)는 추가의 튜빙, 예를 들어 호기된 공기가 호흡 회로(10)를 떠나도록 허용하는 호기 튜브(24)(일반적으로, "호기 분지"로 지칭됨)에 연결될 수 있다. 제2 튜브(26)(일반적으로, "흡기 분지"로 지칭됨)가 네뷸라이저 튜브로서 역할할 수 있고, 네뷸라이저(18)에 연결된다. 네뷸라이저(18)는 결국 커넥터(28), 예를 들어 T-커넥터를 거쳐 흡기 분지(26)에 연결된다. T-커넥터(28)는 흡기 분지(26)의 반대편 단부에서 인공 호흡기(도시되지 않음)에 연결된다. 네뷸라이저(18)는 결국 공기 튜브(30)를 거쳐 가압 공기의 공급원(14)에 또한 연결된다.With one non-limiting example of the
추가의 참조로, 도 2는 본 발명의 HME 유닛(16)이 유용한 대안적인 호흡 회로(40)를 도시한다. 호흡 회로(40)는 인공 호흡기(도시되지 않음)를 환자(12)와 유체 연결하도록 역할하는 단일 분지 호흡 회로이고, 네뷸라이저(18) 및 가압 공기의 공급원(14)을 포함한다. 단일 분지 호흡 회로(40)에서, 환자(12)와 HME 유닛(16)을 유체 연결하는 환자 튜브(20)가 다시 제공된다. 단일 튜브(42)가 HME 유닛(16)으로부터 환자(12) 반대편으로 연장하고, T-커넥터(28)를 거쳐 네뷸라이저(18)에 유체 연결된다. 인공 호흡기(도시되지 않음)는 튜브(44)를 거쳐 T-커넥터(28)에 직접 연결된다. 필요한 경우에, 단일 분지 호흡 회로(40) (및 도 1의 이중 분지 호흡 회로(10))는 기관조루술 튜브(46)에 연결될 수 있다.For further reference, FIG. 2 shows an
본 발명은 다양한 유형의 네뷸라이저(18)의 사용을 고려한다. 하나의 예시적인 네뷸라이저(18)에서, 멸균수로 용해되어 네뷸라이저(18) 내에 제공된 저장소 내에 위치된 약제가 제공된다. 네뷸라이저(18) 내의 무화기(atomizer)를 가로질러 송풍되는 가압 기체가 네뷸라이저(18)에 제공된다. 무화기에 대한 기체의 힘은 약액을 모세관 작용으로 약제 저장소로부터 네뷸라이저(18)의 측면을 따라 끌어올려서, 무화기에서 약액의 스트림을 제공한다. 약액이 무화기에서 이송되는 공기의 스트림과 부딪칠 때, 액체는 복수의 작은 액적으로 무화된다. 공기의 힘은 공기 및 약액의 이러한 네뷸라이징된 혼합물을 호흡 회로(10, 40) 내로 그리고 환자(12)에게 추진하고, 여기서 약제가 환자의 폐에 제공된다. 이러한 절차로의 약제 투여의 사용은 약제를 폐를 통해 환자에게 제공하는데 있어서 고도로 효과적인 것으로 밝혀졌다. 계량식 용량 흡입기가 또한 공기 내의 약제를 환자(12)에게 제공하는데 사용될 수 있다.The present invention contemplates the use of various types of
호흡 회로의 상기 일반적인 설명을 염두하면, HME 유닛(16)(도 1 및 2)으로서 유용한 HME 유닛(50)의 하나의 구성이 도 3a 및 3b에 도시되어 있다. HME 유닛(50)은 하우징(52), 열 및 수분 매체(54: HM 매체)(도 3a 및 3b에서는 숨겨져 있지만 도 4a에는 도시되어 있음), 및 밸브 메커니즘(56)(일반적으로 참조됨)을 포함한다. 다양한 구성요소에 대한 세부 사항은 아래에서 제공된다. 그러나, 일반적인 측면에서, 하우징(52)은 제1 포트(58), 제2 포트(60), 및 중간 섹션(62)을 형성한다. HM 매체(54)는 중간 섹션(62) 내에 보유된다. 하우징(52)은 대체로 HM 매체(54)를 통한 제1 유동 경로 및 HM 매체(54) 둘레의 (예컨대, HM 매체의 측면의) 제2 유동 경로를 포함하는, 포트(58, 60)들을 유체 연결하는 유동 경로들을 형성한다. 이와 관련하여, 밸브 메커니즘(56)은 공기 유동이 적어도 주로 발생할 경로를 지정하도록 작동 가능하다. 참조의 관점에서, 도 3a는 HME 모드에서의 HME 유닛(50)을 도시하고, 도 3b는 아래에서 설명되는 바와 같은 우회 모드에서의 HME 유닛(50)을 도시한다.With the above general description of the breathing circuit in mind, one configuration of the
이에 의해 형성된 유동 경로를 포함하는 하우징(52)은 도 4a 및 4b에 추가로 도시되어 있다 (도 4a는 도 3a의 HME 모드를 도시하고, 도 4b는 도 3b의 우회 모드를 도시함). 도시된 바와 같이, 중간 섹션(62)은 제1 및 제2 포트(58, 60) 사이에서 연장한다. 도 4a 및 4b의 직립 배향에 대해, 중간 섹션(62)은 상부 외부 부분 또는 벽(70), 하부 외부 부분 또는 벽(72), 및 적어도 하나의 내부 격벽(74)을 형성한다. 몇몇 구성에서, 하부 벽(72)은 포트(58, 60) 및 상부 벽(70)을 제공하는 제2 하우징 세그먼트(78)에 제거 가능하게 장착되는 제1 하우징 세그먼트(76)의 일부로서 제공된다. 여하튼, HM 매체(54)는 중간 섹션(62) 내에 보유, 예를 들어 외부 격벽(74)과 측벽(80) 사이에 끼워진다. 하나 이상의 다른 구성요소가 HM 매체(54)를 내부 격벽(74) 및 밸브 메커니즘(56)에 대해 원하는 위치에 유지하는 것을 보조할 수 있다. 아울러, 내부 격벽(74)은 제1 유동 경로(도 4a에서 화살표("A")에 의해 표시됨) 및 제2 유동 경로(도 4b에서 화살표("B")에 의해 표시됨)를 적어도 부분적으로 형성하는 중실 본체이다. 특히, 내부 격벽(74)은 대향하는 제1 및 제2 단부(84, 86)들을 형성하고, 제1 유동 경로(A)는 제1 단부(84)와 하부 벽(72) 사이에서 부분적으로 형성되고, 제2 유동 경로(B)는 제2 단부(86)와 상부 벽(70) 사이에서 부분적으로 형성된다.The
제1 유동 경로(A)는 제1 포트(58)로부터, HM 매체(54)를 통해, 제2 포트(60)로 (그리고 그 반대로) 진행하고, 따라서 HME 경로로서 지칭될 수 있다. 도 4a의 하나의 구성에서, HM 매체(54)는 갭(88)이 HM 매체(54)와 하부 벽(72) 사이에 형성되도록 크기가 결정되어 하우징(52) 내에 위치되고, 제1 유동 경로(A)는 갭(88)을 통해 그리고 내부 격벽(74)의 제1 단부(84) 둘레를 횡단하여 U 형상 경로를 확립한다. 그러나, 다른 구성에서, HM 매체(54)는 하부 벽(72)과 접촉할 수 있거나 (또는 갭(88)이 제거될 수 있다).The first flow path A proceeds from the
제2 유동 경로(B)는 제1 포트(58)로부터, 중간 섹션(62)을 통해, 제2 포트(60)로 (그리고 그 반대로) 진행하고, HM 매체(54)를 포함하지 않는다. 따라서, 제2 유동 경로(B)는 우회 경로로 지칭될 수 있다. 우회 경로(B)는 HM 매체(54) 둘레에 있거나 그의 측면에 있다. 종래의 우회형 HME 유닛과 달리, 본 발명의 몇몇 태양에 따른 우회 경로 (즉, 제2 유동 경로(B))는 HM 매체(54)를 "통해" 가지 않고, 따라서 아래에서 설명되는 바와 같은 더 사용자 친화적인 밸브 구성의 구현을 가능케 한다.The second flow path B runs from the
위에서 표시된 바와 같이, HM 매체(54)는 중간 섹션(62) 내에 위치되는 크기 및 형상이다. 이와 관련하여, HM 매체(54)는 열 및 수분 보유 특징을 제공하고 전형적으로 발포 재료이거나 그를 포함하는 본 기술 분야에 공지된 다양한 형태를 취할 수 있다. 종이 또는 충진제형 본체와 같은 다른 구성이 또한 허용 가능하다. 더 일반적인 관점에서, 그 다음, HM 매체(54)는 열 및 수분을 보유할 수 있는 임의의 재료일 수 있고, 그러한 재료가 다른 기능(예컨대, 여과 입자(들))을 위해 채용되는지의 여부와는 관계없다. 몇몇 구성에서, HM 매체(54)는 대향하는 제1 및 제2 주 표면(90, 92)을 형성하는, 대체로 직사각형 형상을 갖는다. 최종 조립 시에, HM 매체(54)는 제1 주 표면(90)이 제1 포트(58)와 유체 대면하고, 제2 주 면(92)이 제2 포트(60)와 유체 대면하도록 배열된다. 바꾸어 말하면, 제1 유동 경로(A)에 대해, 제1 주 표면(90)은 제1 포트(58)로부터의 공기 유동이 초기에 HM 매체(54)와 상호 작용하는 면으로서 역할하며 (그 반대도 가능하고), 유사하게, 제1 유동 경로(A)를 따른 제2 포트(60)로부터의 공기 유동은 초기에 제2 주 표면(92)과 상호 작용하며 (그 반대도 가능하다). 이러한 사항을 염두하고, 도 4c를 추가로 참조하면, HME 유닛(50)은 상대적으로 큰 HM 매체 표면적(즉, 제1 또는 제2 주 표면(90, 92))이 제1 유동 경로(A) 내에 제시되지만, 명백한 공기 유동 제한이 최소화되도록 HM 매체(54)를 배향시킨다. 특히, 제1 유동 경로(A)를 따른 유동은 HM 매체(54)의 두께(T)를 통해 진행하고, 두께(T)는 HM 매체(54)의 길이(L) 또는 폭(W)(도 4c)보다 더 작다. 몇몇 실시예에서, (제2 주 표면(92)에 유체적으로 인접하여 제공되는) 갭(88)이 이러한 바람직한 공기 유동 특징을 용이하게 한다. 이와 같이, HME 유닛(50)을 통한 보통 환자의 호흡에 대한 저항이 최소화된다.As indicated above, the
위에서 표시된 바와 같이, 밸브 메커니즘(56)은 포트(58, 60)들 사이의 공기 유동이 적어도 주로 발생할 유동 경로(A 또는 B)를 지정한다. 이와 관련하여, 밸브 메커니즘(56)은 도 4a 및 4b에 가장 잘 도시된 바와 같이 중간 섹션(62) 내에 이동 가능하게 배치되거나 조립되는 공기 유동 차단 부재(100)를 포함한다. 본 발명에 따른 밸브 메커니즘(56)의 몇몇 구성과 관련된 다른 구성요소가 아래에서 설명된다. 아울러, 차단 부재(100)는 다양한 형상을 취할 수 있고, 대체로 공기 유동이 통과할 수 없는 중실 본체 또는 본체들로서 제공된다. 도 4a 및 4b의 하나의 구성에서, 차단 부재(100)는 플레이트형이고, 대안적으로, 다른 밸브 차단 본체(예컨대, 볼 밸브 등)가 또한 허용 가능하다. 여하튼, 차단 부재(100)는 도 4a에 도시된 제1 위치와 도 4b에 도시된 제2 위치 사이에서 전환 가능하다. 예를 들어, 도 4a 및 4b의 하나의 구성에서, 차단 부재(100)는 선단 단부(102) 및 후연 단부(104)에 의해 형성된 플레이트와 유사하다. 후연 단부(104)는, 예를 들어, 핀(106)을 거쳐 하우징(52) 내에 피벗 가능하게 장착된다. 후연 단부(104)를 리빙 힌지로서 제공함으로써와 같은 다른 전환 가능한 조립체 구성이 또한 허용 가능하다. 이러한 구성에서, 그 다음, 차단 부재(100)의 전환은 선단 단부(102)가 제1 및 제2 위치 사이에서 이동하면서, 후연 단부(104)에서 피벗하는 차단 부재(100)를 포함한다. 이를 염두하면, 선단 단부(102)는 도 4a의 제1 위치에서, 하우징(52)의 대응 구조물, 예를 들어 상부 벽(70)과 맞물리거나 그에 대해 밀봉하도록 구성된다. 바꾸어 말하면, 차단 부재(100)는 제1 위치에서, 차단 부재(100)가 제2 유동 경로(B)를 폐쇄하고, 이에 의해 모든 공기 유동이 제1 유동 경로(A)를 따라 발생하도록 강제하거나 지정하도록 크기 및 형상이 결정된다. 제1 유동 경로(A)가 HM 매체(54)를 포함하기 때문에, 차단 부재(100)의 제1 위치는 "HME 위치" 또는 "HME 모드"로 지칭될 수 있다.As indicated above, the
몇몇 실시예에서, 하우징(52) 및 밸브 메커니즘(56)은 HME 위치에서 제1 포트(58)와 HM 매체(54) 사이에서 더 유선형인(streamlined) 통로를 생성하도록 구성된다. 예를 들어, 제1 포트(58)는 중심 축(CP1)을 형성한다. 차단 부재(100)의 제1 위치에서, 차단 부재(100)는 그의 주 평면이 제1 포트(58)의 중심 축(CP1)과 실질적으로 평행하도록 배열되고, 이에 의해 HM 매체(54)를 향해 직접 공기 유동을 유도하고 (그 반대도 가능하다). 말하자면, 차단 부재(100)의 제1 위치에서, 공기 유동은 제1 포트(58)와 HM 매체(54) 사이에서 90° 코너와 마주치지 않는다. 대안적으로, 제1 포트(58)와 차단 부재(100) 사이의 다른 관계가 확립될 수 있다.In some embodiments, the
도 4b를 구체적으로 참조하면, 차단 부재(100)의 제2 위치에서, 선단 단부(102)는 상부 벽(70)과의 맞물림으로부터 멀리 전환 (예컨대, 후연 단부(104)에서 피벗)하여, 제2 유동 경로(B)는 차단 부재(100)에 의해 차단되지 않는다. 특히, 제2 위치에서, 차단 부재(100)는 제1 유동 경로(A)를 완전하게 차단하거나 폐쇄하지 않는다. 예를 들어, 간격(108)이 차단 부재(100)의 선단 단부(102)와 하우징(52)의 대응하는 측벽(80) 사이에 존재한다. 달리 기술하면, 하우징(52)은 (예컨대, 내부 격벽(74)과 측벽(80) 사이에 형성된) 제1 유동 경로(A)를 따른 HM 매체(54)에 대한 제1 통로 개방부(110), 및 제2 유동 경로(B)에 대한 제2 통로 개방부(112)를 효과적으로 생성한다. 차단 부재(100)는 제2 통로 개방부(112)의 것과 상응하는 크기 및 형상을 갖고, 따라서 제2 위치에서 제2 통로 개방부(112)를 가로질러 연장하여 그를 폐쇄한다. 그러나, 차단 부재(100)의 크기 및 형상은 차단 부재(100)가 제1 통로 개방부(110)의 전체를 에워싸지 못하도록 제1 통로 개방부(110)의 것보다 더 작다. 바꾸어 말하면, 하우징(52)에 대한 차단 부재(100)의 위치에 관계없이, 차단 부재(100)는 제1 유동 경로(A)를 완전하게 폐쇄하지 않는다.Referring specifically to FIG. 4B, in the second position of the
차단 부재(100)의 제2 위치에서, 제2 유동 경로(B)는 차단 부재(100)에 의해 기껏해야 부분적으로만 차단되고, 이에 의해 공기 유동이 HM 매체(54)와 밀접하게 마주치지 않고서 자유롭게 제1 및 제2 포트(58, 60)로 그리고 그로부터 진행하도록 허용한다. 따라서, 차단 부재(100)의 제2 위치는 "우회 위치" 또는 "우회 모드"로 지칭될 수 있다. 우회 위치에서, 공기 유동은 간격(108)을 거쳐 제1 유동 경로(A)를 따라 여전히 발생할 수 있다. 그러나, HM 매체(54)는 간격(108)을 통한 공기 유동을 제한하거나 저항하도록 효과적으로 역할한다. 특히, 공기 유동이 최소 저항의 경로를 찾을 것이기 때문에, 차단 부재(100)의 우회 위치에서, 공기 유동의 거의 대부분은 제2 유동 경로(B)를 통해 또는 그를 따라 직접 발생할 것이다. 사실, 공기 유동의 적어도 95%, 다른 실시예에서 적어도 97%, 그리고 또 다른 실시예에서 적어도 98%가 차단 부재(100)가 아래에서 설명되는 바와 같은 우회 위치에 있을 때 제2 유동 경로(B)를 통해 발생할 것임이 놀랍게도 발견되었다.In the second position of the
참조의 관점에서, 위에서 설명된 바와 같은 차단 부재(100)의 제1 위치(도 4a) 및 제2 위치(도 4b)는 차단 부재(100)의 대향하는 제1 및 제2 최대 이동점을 반영한다. 예를 들어, 제1 최대 이동점은 상부 벽(70)이 제1 위치를 넘어서는 차단 부재(100)의 이동(예컨대, 도 4a의 배향에 대한 시계방향 회전)을 방지하도록 상부 벽(70)과 접촉하는 선단 단부(102) (또는 차단 부재(100)의 다른 부분)에 의해 확립된다. 역으로, 하우징(52)은 제2 위치를 넘어서는 차단 부재(100)의 이동(예컨대, 도 4b의 배향에 대한 반시계방향 회전)을 방지하는 멈춤부 또는 다른 특징부를 포함할 수 있어서, 제2 최대 이동점을 형성한다. 대안적으로, HME 유닛(50)은 도 4b의 것과 다르게 제2 최대 이동점을 확립하도록 구성될 수 있다 (예컨대, 제2 위치는 HM 매체(54)와 접촉하는 차단 부재(100)를 포함할 수 있다). 그러나, 본 발명의 원리에 따르면, 하우징(52)에 대한 차단 부재(100)의 어떠한 위치에서도, 차단 부재(100)는 제1 유동 경로(A)를 완전하게 차단하거나 폐쇄하지 않는다.In view of reference, the first position (FIG. 4A) and the second position (FIG. 4B) of the blocking
몇몇 실시예에서, 밸브 메커니즘(56)은 사용자가 원하는 위치 또는 모드로의 차단 부재(100)의 전환 및 잠금을 수동으로 실행하는 것을 허용하도록 구성된다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서, 밸브 메커니즘(56)은 차단 부재(100)를 제1 또는 HME 위치로 편위시키는 비틀림 스프링과 같은 편위 부재(120)를 포함한다. 이러한 배열은 우회 메커니즘을 단순화하고, 작업자 상호 작용/사용과 독립적으로 밀봉 완결성을 보조한다 (예컨대, 작업자는 HME 위치가 달성되었는지의 여부에 대해 추측할 필요가 없다). 도 3a 및 3b를 추가로 참조하면, 밸브 메커니즘(56)은 액추에이터 아암(122) 및 선택적인 해제 장치(124)를 추가로 포함할 수 있고, 이들 모두는 하우징(52)의 외부에서 접근 가능하다. 액추에이터 아암(122)은 (예를 들어, 핀(106)을 거쳐) 차단 부재(100)에 결합되어, 차단 부재(100)는 액추에이터 아암(122)의 이동과 함께 이동(예컨대, 피벗)한다. 따라서, 도 3a의 액추에이터 아암(122)의 회전 위치는 도 4a에 도시된 차단 부재(100)의 제1 위치와 대응한다. 역으로, 도 3b의 액추에이터 아암(122)의 회전 위치는 도 4b에 도시된 차단 부재(100)의 제2 위치(우회 위치)와 대응한다. 따라서, HME 유닛(50)을 HME 모드(도 3a 및 4a)로부터 우회 모드(도 3b 및 4b)로 전환시키기 위해, 사용자(도시되지 않음)는 스프링(120)의 스프링력 또는 편위를 극복하기에 충분하게 액추에이터 아암(122) 상으로 모멘트 힘을 인가하고, 이에 의해 차단 부재(100)가 HME 위치로부터 우회 위치로 피벗 또는 회전하게 한다.In some embodiments, the
하나 이상의 특징부가 차단 부재(100) 및/또는 액추에이터 아암(122) 중 하나 또는 모두를 우회 위치에 선택적으로 포착하여 유지하기 위해 포함될 수 있다. 예를 들어, 해제 장치(124)는 아래에서 설명되는 바와 같이 액추에이터 아암(122)과 해제 가능하게 맞물리도록 구성될 수 있다. 아울러, 제공된다면, 선택적인 해제 장치(124)는 액추에이터 아암(122)과 차단 부재(100)를 우회 위치로부터 선택적으로 풀도록 작동 가능하다. 도 3a 및 3b에 가장 잘 도시된 바와 같이, 해제 장치(124)는 하우징(52)에 이동 가능하게 (예컨대, 피벗 가능하게) 장착된 스위치 부재(128)를 포함할 수 있다. 스위치 부재(128)는 접촉 표면(130) 및 맞물림 핑거(132)를 형성한다. 접촉 표면(130)은 해제 장치(124)를 조작 또는 작동할 때 사용자의 손가락을 쉽게 수납하는 크기이며, 하우징(52)에 대한 스위치 부재(128)의 부착점(134) 반대편에 형성 또는 제공된다. 맞물림 핑거(132)는 액추에이터 아암(122)의 대응 특징부와 선택적으로 맞닿거나 접속하는 크기이다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서, 액추에이터 아암(122)은 헤드(140)를 포함하거나 형성한다. 이러한 방식을 염두하면, 액추에이터 아암(122) 및 스위치 부재(128)는 최종 조립 시에, 헤드(140) (또는 래치와 같은 헤드(140)와 관련된 다른 구성요소)가 액추에이터 아암(122)이 우회 모드 또는 위치로 회전될 때 (도 3b 및 4b), 맞물림 핑거(132)와 접촉하도록 구성되고 배열된다. 몇몇 실시예에서, 맞물림 핑거(132)와 헤드(140)는 우회 위치 또는 모드에서 서로에 대해 포착되고, 이에 의해 일시적인 잠금을 실행한다. 여하튼, 밸브 메커니즘(56)은 사용자가 접촉 표면(130) 상으로 힘을 인가함으로써 우회 위치 또는 모드로부터 해제될 수 있다. 이러한 그렇게 인가된 힘은 스위치 부재(128)가 부착점(134)에 대해 회전하게 하여, 결국 맞물림 핑거(132)가 우회 모드 또는 위치에서 잠긴 맞물림으로부터 멀리 헤드(140)와 액추에이터 아암(122)에 힘을 가하거나 (그들을 해제시키게 한다). 대안적으로 또는 추가적으로, 당기는 힘이 사용자에 의해 헤드(140) 상으로 인가되어, 스위치 부재(128) (또는 제공된다면 다른 잠금 장치)로부터의 분리를 일으킬 수 있다. 해제되면, 편위 부재(120)는 차단 부재(100)를 HME 위치로 편위시키거나 힘을 가한다.One or more features may be included to selectively capture and retain one or both of the
HME 유닛(50)은 스위치 부재(128)의 전술한 이동을 용이하게 하는 하나 이상의 추가의 특징부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 스위치 부재(128)는 접촉 표면(130) 반대편으로 연장하는 (도 4a에 도시된) 견부(142)를 추가로 포함할 수 있고, 하우징(52)(예컨대, 제1 포트(58))는 견부(142)를 활주 가능하게 수납하는 크기의 슬롯(144)(도 3a)을 형성한다. 이러한 구성에서, 그 다음, 견부(142)/슬롯(144) 접속은 잠긴 우회 위치로부터 액추에이터 아암(122)을 해제하는데 있어서 스위치 부재(128)의 이동을 허용하고 안내한다. 대안적으로, 견부(142) 및 슬롯(144)은 제거될 수 있다. 밸브 메커니즘(56)은 아래에서 설명되는 바와 같이 원하는 위치 또는 모드로의 차단 부재(100)의 수동 전환 및 잠금을 용이하게 하도록 구성된 다른 구성요소를 포함할 수 있다.
HME 유닛(50)은 하나 이상의 추가의 선택적인 특징부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 그리고 도 4b를 참조하면, 하우징 세그먼트(76, 78)들은 분리되어 형성되고, 서로에 대해 선택적으로 조립될 수 있다. 이러한 구성에서, HM 매체(54)는 제2 하우징 세그먼트(78)로부터 제1 하우징 세그먼트(76)를 단순히 제거함으로써 쉽게 접근되고 교체될 수 있다. 아울러, 2차 필터(150)가 제공될 수 있다. 2차 필터(150)는 다양한 형태(예컨대, 본 기술 분야에 공지된 HMEF)를 취할 수 있고, HM 매체(54)에 바로 인접하여 조립된다. 도 4b의 하나의 구성에서, 2차 필터(150)는 HM 매체(54)의 제2 주 표면(92)과 맞닿고, 따라서 HM 매체(54)의 표면적과 상응하는 상대적으로 큰 여과 표면적을 가질 수 있다. 아울러, HM 매체(54)에 대해 위에서 설명된 HME 유닛(50)의 우회 특징은 2차 필터(150)에 대해 동등하게 적용 가능하다. 따라서, 2차 필터(150)는 HM 매체(54)와 동일한 방식으로 우회될 수 있다. 2차 필터를 포함하거나 HM 매체 우회 특징부와 별도로 필터를 제공하지 않는 이전의 HME 장치에 비해, 본 발명에 따른 2차 필터(150)는 상대적으로 커서, 더 낮은 저항 및 더 높은 여과 효율을 가능케 할 수 있다. 참조의 관점에서, 도 4b는 하우징 세그먼트(76, 78)에 의해 형성된 벽들 사이에 포착되고, 최종 조립 시에 HM 매체(54)를 지지하는 2차 필터(150)를 도시한다. 2차 필터(150)는 본 발명에 따른 선택적인 구성요소이고, HM 매체(54)는 스스로 원하는 여과를 제공할 수 있음이 이해될 것이다.
HME 유닛(50)에 제공되는 추가의 선택적인 특징부는 저항 표시기(160)이다. 저항 표시기(160)는 다양한 형태를 취할 수 있고, 대체로 (HME 모드에서) HME 유닛(50)을 가로지른 차등 압력 또는 저항이 소정 값을 초과한 경우를 식별하도록 역할한다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 저항 표시기(160)는 제1 유동 경로(A)를 따라 제2 포트(60)와 유체 연통하고, 따라서 제2 포트(60)에 대해 HM 매체(54)(도 4a)를 가로질러 HME 유닛(50) 내의 내부 압력차에 노출된다. 저항 표시기(160)는 기계식(예컨대, 실리콘 다이어프램)일 수 있고 그리고/또는 전자식 구성요소를 포함할 수 있다. 여하튼, 트리거링될 때 (즉, HM 매체(54)를 가로지른 과도한 압력차의 존재 시에), 저항 표시기(160)는 HME 유닛(50)의 잠재적으로 문제가 되는 상태에 대한 경고 또는 다른 표시를 보호자에게 제공한다 (예컨대, HM 매체(54)는 명백하게 공기 유동에 저항한다). 이와 관련하여, 저항 표시기(160)가 하우징(52) 내에서 내부적으로 배치되는 경우에, 하우징(52)과 관련되고 저항 표시기(160)에 매우 근접하여 위치된 하나 이상의 외부 벽(162)은 저항 표시기(160)가 하우징(52)을 통해 보일 수 있도록 적어도 부분적으로 투명할 수 있다. 다른 실시예에서, 저항 표시기(160)는 생략될 수 있다.A further optional feature provided to the
도 3a - 4b를 참조하면, HME 유닛(50)에 제공되는 추가의 선택적인 특징부는 체크 밸브(도시되지 않음)이다. 체크 밸브는 밸브 메커니즘(56)과 별도로 제공되고, 다른 HME 유닛 실시예에 대해 아래에서 더 상세하게 설명된다. 그러나, 일반적인 측면에서, 체크 밸브는 제2 유동 경로(B)를 따라 하우징(52) 내에 이동 가능하게 보유되고, 제1 유동 방향으로 제2 유동 경로(B)를 통한 (예컨대, 제2 포트(60)로부터 제1 포트(58)로의) 공기 유동은 허용하고, 제2의 반대 유동 방향으로 제2 유동 경로(B)를 통한 (예컨대, 제1 포트(58)로부터 제2 포트(60)로의) 공기 유동은 방지하도록 구성된다.3A-4B, an additional optional feature provided to the
위에서 설명된 선택적인 특징부들 중 하나 이상이 제공되는지의 여부에 관계없이, 사용 중에, HME 유닛(50)은 환자 호흡 회로, 예를 들어 도 1의 호흡 회로(10) 또는 도 2의 호흡 회로(40)에 유체 연결된다. 환자 튜브(20)는 제1 포트(58)에 유체 연결되고, 제2 포트(60)는 인공 호흡기(도시되지 않음)에 연결된 튜빙에 유체 연결된다. 따라서, 제1 포트(58)는 환자측 포트로서 역할하고, 제2 포트(60)는 인공 호흡기측 포트로서 역할한다. 약제가 호흡 회로(10, 40)를 거쳐 환자(12)에게 제공되지 않는 (즉, 네뷸라이저(18)가 호흡 회로(10, 40)에 연결되지 않고 그리고/또는 작동하지 않는) 경우에, HME 유닛(50)은 HME 모드로 작동된다 (도 3a 및 4a). 따라서, HME 유닛(50)을 거친 환자(12)에게로 그리고 그로부터의 공기 유동은 HM 매체(54) (및 제공된다면 선택적인 2차 필터(150))를 통과해야 하고, 이때 HM 매체(54)는 호기된 공기로부터 수분 및 열을 흡수하고, 그 다음 수분 및 열을 환자의 폐에 제공되는 흡기된 공기로 전달한다.Regardless of whether one or more of the optional features described above are provided, during use, the
네뷸라이저(18)가 환자(12)에게 네뷸라이징된 약제를 투여하도록 작동되는 경우에, HME 유닛(50)은 사용자가 액추에이터 아암(122)을 가압함으로써 HME 모드로부터 우회 모드(도 3b 및 4b)로 쉽게 전환된다. 차단 부재(100)가 우회 위치에 있으면, HME 유닛(50)을 거친 환자(12)에게로 그리고 그로부터의 공기 유동은 (HM 매체(54)에 의해 생성되는 저항으로 인해) 우회 유동 경로(B)를 따라, 그리고 따라서 HM 매체(54) (및 제공된다면 선택적인 2차 필터(150)) 둘레에서 (예컨대, HM 매체의 측면에서) 주로 발생한다. 우회 모드에서, 그 다음, HM 매체(54)가 약제 액적으로 막힐 가능성이 사실상 제거된다.When the
HME 유닛(50)이 우회 HME로서 바람직하게 기능하는 능력은 시험을 통해 확인되었다. 특히, 도 4a-4c에 따른 비제한적인 예시적인 HME 유닛은 폴리우레탄 발포체로 형성된 HM 매체를 포함하도록 구성되었고, 6.9 cm(2.75 인치)의 길이(L), 5.0 cm(2.0 인치)의 폭(W), 및 0.95 cm(0.375 인치)의 두께(T)를 가졌다. 2차 필터 (즉, 2차 필터(150))가 폴리프로필렌 섬유의 형태로 추가로 포함되었고, HM 매체와 상응하는 길이 및 폭과, 1.3 mm(0.050 인치)의 두께를 가졌다. 마지막으로, 하우징 및 차단 부재는 폐쇄 또는 우회 위치에서, 갭 (즉, 갭(108))이 3.8 mm(0.150 인치)가 되도록 구성되었다. 그렇게 구성된 HME 유닛은 그 다음 제1 또는 환자측 포트 (즉, 포트(58)) 내로 공기 유동을 이송함으로써 시험되었고, HM 유동 경로 (즉, HM 유동 경로(A))를 따른 유량이 환자측 포트 (즉, 하부 벽(72)을 따라 형성된 포트) 반대편에서, HM 매체에 인접하여 측정되었다. 이러한 조건 하에서, 30 L/min의 공기 공급 유량에서, 유동의 대략 0.74%가 (차단 부재가 폐쇄 또는 우회 위치에 있을 때) HM 매체/2차 필터를 관통하는 것이 놀랍게도 발견되었다. 60 L/min의 공기 공급 유량에서, 유동의 대략 1.13%가 HM 매체/2차 필터를 관통하였다. 마지막으로, 77.5 L/min의 최대 공기 공급 유량에서, 유동의 대략 1.25%가 HM 매체/2차 필터를 관통하였다. 따라서, 우회 상태에서의 HM 매체의 완전한 유동 격리가 제공되지 않더라도, HME 유닛은 우회 HME 유닛으로서 완전히 기능하는 것이 놀랍게도 확인되었다.The ability of the
위에서 설명된 HME 유닛(50)은 본 발명의 원리에 따른 하나의 허용 가능한 구성일 뿐이다. 예를 들어, 본 발명의 원리에 따른 관련 실시예의 HME 유닛(50')이 도 6에 도시되어 있고, 하우징(52'), HM 매체(54')(도 6에는 숨겨져 있지만 도 7a 및 7b에는 도시되어 있음), 및 밸브 메커니즘(56')(일반적으로 참조됨)을 포함한다. 하우징(52')은 제1 포트(58')(예컨대, 환자측 포트), 제2 포트(60')(예컨대, 인공 호흡기측 포트), 및 중간 섹션(62')을 형성한다. HM 매체(54')는 중간 섹션(62') 내에 보유되고, 밸브 메커니즘(56')은 아래에서 설명되는 바와 같이 공기 유동이 제1 및 제2 포트(58', 60') 사이에서 적어도 주로 진행하는 경로를 지정하도록 작동한다.The
특히, 도 7a 및 7b를 참조하면, 하우징(52')은 도 7a의 화살표(A) 및 도 7b의 화살표(B)에 의해 표시된 바와 같이, 포트(58', 60')들 사이에서 제1 및 제2 유동 경로를 형성한다. 제1 유동 경로(A)는 HM 매체(54')를 포함하고, 제2 유동 경로(B)는 포함하지 않는다. 바꾸어 말하면, 제1 경로(A)를 통해 유동하는 공기는 HM 매체(54')와 상호 작용하고, 따라서 HME 경로를 구성한다. 역으로, 제2 유동 경로(B) 내에서 유동하는 공기는 HM 매체(54')와 밀접하게 상호 작용하지 않고, 따라서 우회 경로로서 역할한다. 이전의 실시예에서와 같이, 제2 유동 경로/우회 경로(B)는 HM 매체(54') 둘레에 있다 (예컨대, 그의 측면에 있다). 참조의 관점에서, 도 7a 및 7b는 제2 유동 경로/우회 경로(B)를 따라 (위에서 설명된 HME 유닛(50)에 비해) 훨씬 더 유선형인 경로를 도시하고, 여기서 제1 및 제2 포트(58', 60')의 중심 축들은 평행하고, 몇몇 실시예에서 동축이다.In particular, with reference to FIGS. 7A and 7B, the
밸브 메커니즘(56')은 위에서 설명된 바와 같이 하우징(52') 내에 이동 가능하게 조립된 차단 부재(100')를 포함한다. 그러나, HME 유닛(50)(도 1)과 비교하면, 밸브 메커니즘(56')은 도 7a의 HME 위치와 도 7b의 우회 위치 사이에서 차단 부재(100')의 수동 전환을 실행하기 위한 상이한 구성을 포함한다. 예를 들어, 밸브 메커니즘(56')은 차단 부재(100')를 제1 또는 HME 위치로 편위시키는 비틀림 스프링과 같은 편위 부재(170)(도 7a 및 7b)를 포함한다. 아울러, 도 6을 구체적으로 참조하면, 밸브 메커니즘(56')은 액추에이터 조립체(172) 및 잠금 장치(174)를 포함한다. 액추에이터 조립체(172)는 하우징(52')에 회전 가능하게 장착되고 그로부터 돌출하는 액추에이터 아암(176)을 포함한다. 하우징(52')에 대한 액추에이터 아암(176)의 회전은 아래에서 설명되는 바와 같이 차단 부재(100')(도 7a 및 7b)의 전환을 실행한다. 따라서, 액추에이터 아암(176)은 도 6의 HME 상태 또는 위치로부터 우회 상태 또는 위치로 회전 가능하고 (즉, 도 6의 배향에 대한 시계방향 회전), 그 반대도 가능하다. 이와 관련하여, 잠금 장치(174)는 우회 위치 또는 상태에서 액추에이터 아암(176)과 접속하여 그를 일시적으로 잠그도록 구성된다.The
예를 들어, 몇몇 실시예에서, 잠금 장치(174)는 하우징(52')으로부터 돌출하는 한 쌍의 핑거(178a, 178b)를 포함한다. 핑거(178a, 178b)는 도 6에 반영된 배향으로 자연적으로 편위되고, 이에 의해 핑거(178a, 178b)들은 서로를 향한 변형에 고유하게 저항한다. 아울러, 핑거(178a, 178b)는 액추에이터 아암(176)에 의해 형성된 개구(180)(일반적으로 참조됨) 내에 선택적으로 포착되는 크기이다. 특히, 액추에이터 아암(176)이 핑거(178a, 178b)를 향해 회전되면, 핑거(178a, 178b)는 예를 들어 핑거(178a, 178b)의 자연적인 편위로 인해 우회 위치 또는 상태에서 액추에이터 아암(176) 내에 맞물려서 그를 선택적으로 유지한다. 필요한 경우에, 액추에이터 아암(176)은 사용자가 단순히 액추에이터 아암(176)을 들어올려서 액추에이터 아암(176)을 핑거(178a, 178b)로부터 멀리 회전시킴으로써 일시적인 잠금 상태로부터 "해제"될 수 있다.For example, in some embodiments, the
도 7a 및 7b를 추가로 참조하면, 액추에이터 아암(176)은 핀(182) 및 부착 본체(184)를 거쳐 차단 부재(100')에 연결된다. 부착 본체(184)는 핀(182)을 차단 부재(100')와 연결하고, 아울러 액추에이터 아암(176)에 장착된다. 이러한 구성에서, 액추에이터 아암(176)의 회전은 핀(182) 및 부착 본체(184)를 거쳐 차단 부재(100')로 전달된다. 대안적으로, 액추에이터 아암(176)과 차단 부재(100')를 상호 연결하기 위한 다른 메커니즘이 또한 허용 가능하다.Further referring to FIGS. 7A and 7B, the
본 발명에 따른 그리고 HME 유닛(16)(도 1 및 2)으로서 유용한 다른 실시예의 HME 유닛(200)이 도 8 및 9에 부분적으로 도시되어 있다. HME 유닛(200)은 위에서 설명된 HME 유닛(50)(도 3a)과 유사하고, 하우징(202), HM 매체(204), 및 밸브 메커니즘(206)을 포함한다. 하우징(202)은 제1 포트(208)(예컨대, 환자측 포트), 제2 포트(210)(예컨대, 인공 호흡기측 포트), 및 중간 섹션(212)을 형성한다. HM 매체(204)는 위에서 설명된 형태들 중 임의의 하나를 취할 수 있고, 중간 섹션(212) 내에 보유되고, 밸브 메커니즘(206)은 아래에서 설명되는 바와 같이 공기 유동이 제1 및 제2 포트(208, 210) 사이에서 적어도 주로 진행하는 경로를 지정하도록 작동한다.Another embodiment of the
하우징(202), 및 특히 중간 섹션(212)은 대향하는 외부 벽 세그먼트(214, 216)와, 적어도 하나의 내부 격벽(218)을 포함한다. 내부 격벽(218)은 하부 벽 세그먼트(216)로부터 이격되고, 이에 의해 갭(220)을 확립한다. 아울러, 내부 격벽(218)은 아래에서 설명되는 바와 같이 밸브 메커니즘(206)이 관련되는 상부 벽 세그먼트(214)에 인접한 개구(222)를 형성한다. 이러한 구성에서, 그 다음, 하우징(202)은 도 8의 화살표(A) 및 도 9의 화살표(B)에 의해 표시된 바와 같이, 포트(208, 210)들 사이에서 제1 및 제2 유동 경로를 형성한다. 제1 유동 경로(A)는 HM 매체(204)를 포함하고, 제2 유동 경로(B)는 포함하지 않는다. 바꾸어 말하면, 제1 유동 경로(A)를 통해 유동하는 공기는 HM 매체(204)와 상호 작용하고, 따라서 HME 경로를 구성한다. 역으로, 제2 유동 경로(B) 내에서 유동하는 공기는 HM 매체(204)와 밀접하게 상호 작용하지 않고, 따라서 우회 경로로서 역할한다. 이전의 실시예에서와 같이, 제2 유동 경로/우회 경로(B)는 HM 매체(204) 둘레에 있다 (예컨대, 그의 측면에 있다).The
밸브 메커니즘(206)은 하우징(202) 내에 이동 가능하게 조립되는, 위에서 설명된 바와 같은 차단 부재(230), 예를 들어 밸브 플레이트를 포함한다. 차단 부재(230)는 개구(222)를 선택적으로 에워싸거나 폐쇄하는 크기 및 형상이고, 밸브 메커니즘(206)은 몇몇 실시예에서, 차단 부재(230)를 내부 격벽(218) 및 특히 개구(222)와 이동 가능하게 관련시키는 스템(232)을 추가로 포함한다. 따라서, 차단 부재(230)는 제1 또는 HME 위치(도 8)와 제2 또는 우회 위치(도 9) 사이에서 전환 가능하다. HME 위치에서, 차단 부재(230)는 내부 격벽(218)에 대해 끼워지고, 이에 의해 제2 유동 경로(B)를 폐쇄한다. 바꾸어 말하면, HME 위치에서, 제1 유동 경로(A)만이 제1 및 제2 포트(208, 210) 사이에서 "개방"되고, 이에 의해 HME 유닛(200)을 통한 공기 유동이 HM 매체(204)와 접속해야 하도록 지정한다. 역으로, 제2 우회 위치에서, 차단 부재(230)는 내부 격벽(218)으로부터 이격되어, 공기 유동은 개구(228)를 통해 발생할 수 있다. 따라서, 우회 위치에서, 제2 유동 경로(B)가 개방되어, HM 매체(204)로부터 이격되거나 그 둘레에서의 제1 및 제2 포트(208, 210) 사이의 직접적인 공기 유동을 허용한다.The
도 8 및 9의 위치는 하우징(202)에 대한 차단 부재(230)의 대향하는 최대 이동점을 나타낸다. HME 유닛(200)이 도 9의 것과 다른 최대 이동점을 제공하도록 변형될 수 있지만, 그렇게 발생된 최대 이동점 (또는 차단 부재(230)의 임의의 중간 위치)는 밸브 플레이트(230)가 제1 유동 경로(A)를 완전하게 차단하거나 폐쇄하게 하지 않는다.8 and 9 show the opposing maximum moving point of the blocking
도시되지 않았지만, 밸브 메커니즘(206)은 사용자가 차단 부재(230)를 원하는 작동 모드 (즉, HME 모드 또는 우회 모드)와 대응하는 위치로 유도하는 것을 허용하는 하나 이상의 추가의 특징부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 밸브 메커니즘(206)은 위에서 설명된 바와 같이 편위 장치 및/또는 액추에이터 아암을 포함할 수 있다. 대안적으로, 임의의 다른 메커니즘(본질적으로 기계식, 전기 공압식, 및/또는 전기식)이 채용될 수 있다.Although not shown, the
HME 유닛(200)이 조립되는 호흡 회로(도시되지 않음)가 에어로졸화된 약제를 제공하지 않는 경우에, HME 유닛(200)은 차단 부재(230)가 제1 위치(도 8)에 위치되어 제2 유동 경로(B)를 폐쇄하는 HME 모드에서 작동된다. 따라서, (포트(208, 210)들 사이에서) HME 유닛(200)을 통한 공기 유동은 HM 매체(204)와 상호 작용하고, HME 유닛(200)은 환자의 호기된 공기로부터 수분 및 열을 흡수하고, 수분 및 열을 환자에게 제공되는 흡기 공기로 전달하는 HM 매체(204)에 의해 전형적인 HME 유닛처럼 작용한다.If the breathing circuit (not shown) to which the
역으로, HME 유닛(200)이 유체 연결되는 호흡 회로가 환자에게 네뷸라이징된 약제를 제공하도록 작동하는 경우에, HME 유닛(200)은 차단 부재(230)가 내부 격벽(218)/개구(222)로부터 멀리 이격되는 우회 모드(도 9)로 전환된다. 제1 유동 경로(A)가 차단 부재(230)의 우회 위치 또는 모드에서 "개방" 유지되는 동안, HME 유닛(200)을 통한 공기 유동의 거의 대부분은 제2 유동 경로(B)를 따라 발생할 것이다. 특히, 위에서 설명된 바와 같이, HM 매체(204)는 공기 유동에 대한 저항을 제시하고, 공기 유동이 최소 저항의 경로를 찾을 것이기 때문에, 우회 모드에서, 포트(208, 210)들 사이의 공기 유동의 거의 대부분은 제2 유동 경로(B)를 따라 직접 발생할 것이다.Conversely, if the breathing circuit in which the
도시되지 않았지만, HME 유닛(200)은 HME 유닛(50)(도 3a)에 대해 위에서 설명된 추가의 선택적인 특징부들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 유사하게, 체크 밸브와 같은, 아래에서 설명되는 다른 선택적인 특징부가 포함될 수 있다.Although not shown, the
본 발명의 원리에 따른 그리고 HME 유닛(16)(도 1 및 2)으로서 유용한 또 다른 실시예의 HME 유닛(250)이 도 10 및 11에 부분적으로 도시되어 있다. 다시 한번, HME 유닛(250)은 하우징(252), HM 매체(254)(도 10 및 11의 도면으로부터 생략되었지만, 그의 위치가 대체로 표시되어 있음), 및 밸브 메커니즘(256)을 포함한다. 하우징(252)은 중간 섹션(262)의 대향 측면들로부터 연장하는 제1 및 제2 포트(258, 260)를 형성한다. HM 매체(254)는 중간 섹션(262) 내에 배치되고, 밸브 메커니즘(256)은 포트(258, 260)들 사이의 공기 유동이 적어도 주로 유도되는 경로를 지정한다.Another
하우징(252)은 외부 벽 세그먼트(264), 및 적어도 하나의 내부 격벽(266)을 포함한다. 내부 격벽(266)은 외부 벽 세그먼트(264)로부터 이격되고, 이에 의해 제1 유동 경로(A)(도 10) 및 제2 유동 경로(B)(도 11)를 형성한다. 이전의 실시예에서와 같이, 제1 유동 경로(A)는 HM 매체(254)를 포함하고, 제2 유동 경로(B)는 포함하지 않는다. 따라서, 제1 유동 경로(A)는 HME 경로이고, 제2 유동 경로(B)는 우회 경로이다. 다른 실시예에서와 같이, 제2 유동 경로/우회 경로(B)는 HM 매체(254) 둘레에 있다 (예컨대, 그의 측면에 있다).
밸브 메커니즘(256)은 하우징(252) 내에 이동 가능하게 조립되고, 제2 유동 경로(B)를 선택적으로 폐쇄하도록 구성된 차단 부재(270)(예컨대, 밸브 플레이트)를 포함한다. 특히, 차단 부재(270)의 제1 또는 HME 위치(도 10)에서, 차단 부재(270)의 선단 단부(272)는 외부 벽 세그먼트(264)와 접촉하고, 이에 의해 제1 및 제2 포트(258, 260)에 대해 제2 유동 경로(B)를 "폐쇄"한다. 따라서, HME 위치에서, 차단 부재(270)는 포트(258, 260)들 사이의 모든 공기 유동이 제1 유동 경로(A)를 따라서만 발생하도록 유도한다.The
역으로, 차단 부재(270)의 제2 또는 우회 위치에서, 선단 단부(272)는 외부 벽 세그먼트(264)로부터 멀리 전환되고, 이에 의해 제2 유동 경로(B)를 (차단 부재(270)에 대해) 개방한다. 우회 위치에서, 차단 부재(270)는 제1 유동 경로(A)의 폐쇄를 실행하지 않아서, HME 유닛(250)의 우회 모드에서, HM 매체(254)를 통한 공기 유동이 발생할 수 있다. 그러나, 앞서 설명된 바와 같이, HM 매체(254)는 공기 유동에 대한 저항을 제시하여, 우회 모드에서, 공기 유동은 최소 저항의 경로를 찾을 것이고, 따라서 제2 유동 경로(B)를 따라 주로 발생할 것이다.Conversely, in the second or bypass position of the blocking
도 10 및 11의 위치는 하우징(252)에 대한 차단 부재(270)의 대향하는 최대 이동점을 나타낸다. HME 유닛(250)이 도 11의 것과 다른 제2 최대 이동점을 제공하도록 변형될 수 있지만, 그렇게 발생된 최대 이동점 (또는 차단 부재(270)의 임의의 중간 위치)는 차단 부재(270)가 제1 유동 경로(A)를 완전하게 차단하거나 폐쇄하게 하지 않는다.The positions of FIGS. 10 and 11 represent the opposing maximum moving points of the blocking
제1 및 제2 위치 사이에서의 사용자에 의한 차단 부재(270)의 전환은 다수의 방식으로 용이하게 될 수 있다. 몇몇 구성에서, 밸브 메커니즘(256)은 차단 부재(270)를 제1 또는 HME 위치(도 10)로 편위시키는 스프링과 같은 편위 장치(도시되지 않음)를 포함한다. 액추에이터 아암(274)이 하우징(252)에 피벗 가능하게 조립되고, 제1 및 제2 단부(276, 278)를 형성한다. 제1 단부(276)는 하우징(252)으로부터 외부로 연장하고, 제2 단부(278)는 차단 부재(270)에 대해 지탱된다. 이러한 하나의 허용 가능한 구성에서, 그 다음, 차단 부재(270)는 제1 단부(276) 상으로 회전 또는 모멘트 힘을 인가함으로써 사용자에 의해 HME 위치(도 10)로부터 우회 위치(도 11)로 전환될 수 있다. 액추에이터 아암(274)의 회전은 결국 제2 단부(278)가 캠형 방식으로 차단 부재(270)에 대해 지탱되고 차단 부재의 이동을 일으키게 한다. 반대 방향으로의 액추에이터 아암(274)의 회전은 액추에이터 아암(274)에 의해 인가된 힘을 제거하고, 따라서 편위 장치가 차단 부재(270)에 다시 HME 위치로 힘을 가하도록 허용한다. 대안적으로, 매우 다양한 다른 구성요소들이 사용자가 원하는 위치 또는 작동 모드를 선택하는 것을 허용하도록 채용될 수 있다.Switching of the
위에 추가하여, 도 10 및 11은 HME 유닛(250)에 제공되는 선택적인 체크 밸브 특징부를 도시한다. 참조의 관점에서, 아래에서 설명되는 체크 밸브 특징부는 본 명세서에서 설명된 다른 HME 유닛 실시예들 중 임의의 하나에서 동등하게 적용 가능하다. 이를 염두하면, 체크 밸브 특징부는 체크 밸브 플레이트(292)를 갖는 체크 밸브 메커니즘(290)을 포함한다. 체크 밸브 플레이트(292)는 제2 유동 경로(B)를 선택적으로 폐쇄하도록 하우징(252) 내에 조립된다.In addition to the above, FIGS. 10 and 11 illustrate optional check valve features provided to the
예를 들어, 몇몇 구성에서, 하우징(252)은 제2 유동 경로(B)를 따라 제1 및 제2 포트(258, 260) 사이에 위치되고, 주연부(296)에 의해 한정된 개구(294)를 형성한다. 체크 밸브 플레이트(292)는 개구(294)의 크기 및 형상에 따른 크기 및 형상이어서, 주연부(296)에 대해 위치될 때, 체크 밸브 플레이트(292)는 개구(294)를 폐쇄한다. 이와 관련하여, 체크 밸브 플레이트(292)는 유동 경로(B)를 따른 유동의 제1 방향으로의 기체 유동의 존재 시에 개구(294)로부터 멀리 자유롭게 이동하고, 반대 유동 방향으로의 기체 유동의 존재 시에 개구(294)에 대해 폐쇄하도록, 위치되고 조립된다. 예를 들어, 도 9를 구체적으로 참조하면, 제2 포트(260)로부터 제1 포트(258)로의 유동 방향으로의 제2 유동 경로(B)를 따른 공기 유동은 체크 밸브 플레이트(292)가 개구(294)로부터 멀리 피벗하게 하고, 이에 의해 제2 유동 경로(B)를 따른 공기 유동이 자유롭게 발생하도록 허용한다. 역으로, 제1 포트(258)로부터 제2 포트(260)로의 유동 방향으로의 제2 유동 경로(B)를 따른 공기 유동은 체크 밸브 플레이트(292)가 주연부(296)와 맞물리도록 힘을 가하고, 이에 의해 개구(294)를 폐쇄한다. 따라서, 차단 부재(270)가 도 11의 우회 위치에 있더라도, 체크 밸브 플레이트(292)는 (즉, 제1 포트(258)로부터 제2 포트(260)로의 기체 유동의 존재 시에만) 제2 유동 경로(B)를 주기적으로 폐쇄하여, 공기 유동은 제1 유동 경로(A)를 따라서만 이러한 방향으로 발생한다.For example, in some configurations, the
위에서 설명된 선택적인 체크 밸브 메커니즘(290)은 몇몇 실시예에서, HME 유닛(250)의 성능을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 사용 중에, HME 유닛(250)은 제1 포트(258)가 환자측 포트로서 역할하고, 제2 포트(260)가 인공 호흡기측 포트로서 역할하도록, 환자 호흡 회로(도시되지 않음)에 조립될 수 있다. 이러한 지정을 염두하면, HME 유닛(250)이 우회 모드에 있으면, 인공 호흡기측 포트(260)로부터 환자측 포트(258)로의 약제 액적 혼입 공기 유동이 제2 유동 경로(B)를 따라 주로 발생한다. 말하자면, 차단 부재(270) 및 체크 밸브 플레이트(292)는 인공 호흡기측 포트(260)로부터 환자측 포트(258)로의 공기 유동을 차단하지 않는다. 이와 같이, 환자 흡기에 의해, 약제 액적은 환자의 폐로 전달되고, HM 매체(254)와 명백하게 접촉하지 않는다. 그러나, 환자 호기에 의해, 공기 유동 방향은 변화하고 (즉, 환자측 포트(258)로부터 인공 호흡기측 포트(260)로 이동하고), 따라서 위에서 설명된 바와 같이 밸브 플레이트(292)가 개구(294)를 폐쇄하게 한다. 호기된 공기는 따라서 열 및 수분이 포착되어 보유되는 HM 매체(254)를 통해 진행하게 된다. 환자로부터 호기된 공기가 있더라도, 최소의 약제 액적을 포함하기 때문에, HM 매체(254)의 임의의 막힘 우려가 크게 최소화된다.The optional
본 발명의 태양에 따른 그리고 위에서 설명된 HME 유닛(16)(도 1 및 2)으로서 유용한 또 다른 실시예의 HME 유닛(300)이 도 12 및 13에 도시되어 있다. HME 유닛(300)은 하우징(302), HM 매체(304), 및 밸브 메커니즘(306)을 포함한다. 하우징(302)은 제1 및 제2 포트(308, 310)와, 이들 사이에서 연장하는 중간 섹션(312)을 형성한다. HM 매체(304)는 중간 섹션(312) 내에 보유되고, 밸브 메커니즘(306)은 포트(308, 310)들 사이의 공기 유동이 적어도 주로 발생할 유동 경로를 지정하도록 작동한다.Another embodiment of the
중간 섹션(312)은 외부 벽 세그먼트(314) 및 적어도 하나의 내부 격벽(316)을 포함한다. 내부 격벽(316)은 제1 유동 경로(A) 및 제2 유동 경로(B)를 확립하도록 하우징(302)의 다른 구성요소로부터 이격된다. 예를 들어, 내부 격벽(316)은 제1 유동 경로(A)를 따른 공기 유동이 발생할 수 있는 통로(318a, 318b)를 부분적으로 확립할 수 있다. 여하튼, HM 매체(304)는 제1 유동 경로(A)를 따라 배치된다. 역으로, 제2 유동 경로(B)는 HM 매체(304)로부터 이격된다 (예컨대, 그의 둘레에 또는 측면에 있다). 따라서, 제1 유동 경로(A)는 HME 경로를 구성하고, 제2 유동 경로(B)는 우회 경로이다.The
밸브 메커니즘(306)은 다양한 형태를 취할 수 있고, 몇몇 실시예에서, 하우징(302) 내에 이동 가능하게 조립된 차단 부재(330)(예컨대, 밸브 플레이트)를 포함한다. 특히, 차단 부재(330)는 제2 유동 경로(B)를 선택적으로 "폐쇄"하도록 이동 가능하게 위치된다. 예를 들어, 하우징(302)은 벽 주연부(334)에 의해 한정된 제2 유동 경로(B)를 따른 개구(332)를 형성할 수 있다. 차단 부재(330)는 제1 또는 HME 위치(도 12)에서, 차단 부재(330)가 벽 주연부(334)에 대해 맞닿아서, 개구(332)와 제2 유동 경로(B)를 폐쇄하도록, 개구(332)의 크기 및 형상에 따른 크기 및 형상이다. 역으로, 차단 부재(330)의 제2 또는 우회 위치(도 13)에서, 차단 부재(330)는 개구(332)/벽 주연부(334)로부터 멀리 이격되어, 차단 부재(330)는 개구(332)와 제2 유동 경로(B)를 차단하지 않는다. 우회 위치에서, 그 다음, 제1 및 제2 포트(308, 310)들 사이의 공기 유동은 제2 유동 경로(B)를 따라 직접 발생할 수 있다. 이전의 실시예에서와 같이, 우회 위치에서, 차단 부재(330)는 우회 모드에서, 제1 유동 경로(A)를 따라 HM 매체(304)로의 공기 유동이 발생할 수 있도록, 제1 유동 경로(A)를 명백하게 차단하지 않는다. 그러나, HM 매체(304)에 의해 제시되는 저항으로 인해, 공기 유동은 최소 저항의 경로를 따를 것이고, 우회 위치(도 13)에서, 공기 유동은 적어도 주로 제2 유동 경로(B)를 따라 발생한다.The
도 12 및 도 13의 위치는 하우징(302)에 대한 차단 부재(330)의 대향하는 최대 이동점을 나타낸다. HME 유닛(300)이 도 13의 것과 다른 제2 최대 이동점을 제공하도록 변형될 수 있지만, 그렇게 발생된 최대 이동점 (또는 차단 부재(330)의 임의의 중간 위치)는 차단 부재(330)가 제1 유동 경로(A)를 완전하게 차단하거나 폐쇄하게 하지 않는다.The positions of FIGS. 12 and 13 represent the opposing maximum points of movement of the
이전의 실시예에서와 같이, 밸브 메커니즘(306)은 다양한 형태를 취할 수 있고, 제1 및 제2 (또는 HME 및 우회) 위치들 사이에서의 차단 부재(330)의 전환을 실행하기 위한 다양한 특징부를 포함한다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서, 밸브 메커니즘(306)은 개구(332)에 대해 차단 부재(330)를 활주 가능하게 유지하는 스템(336)을 포함한다. 아울러, 차단 부재(330)의 원하는 위치와 HME 유닛(300)의 작동 모드를 선택하는 능력을 사용자에게 제공하는 스프링(도시되지 않음) 및 외부 액추에이터(도시되지 않음) 등과 같은 다른 구성요소가 제공될 수 있다.As in the previous embodiment, the
본 발명의 원리에 따른 그리고 HME 유닛(16)(도 1 및 2)으로서 유용한 또 다른 실시예의 HME 유닛이 도 14 및 15에 도시되어 있다. HME 유닛(350)은 위에서 설명된 HME 유닛(300)(도 12 및 13)과 유사하고, 하우징(352), HM 매체(354), 및 밸브 메커니즘(356)을 포함한다. 하우징(352)은 중간 섹션(362)의 대향 측면들로부터 연장하는 제1 및 제2 포트(358, 360)를 한정하거나 형성한다. HM 매체(354)는 중간 섹션(362) 내에 배치된다. 밸브 메커니즘(356)은 제1 및 제2 포트(358, 360)들 사이의 공기 유동이 적어도 주로 발생할 유동 경로를 지정하도록 작동한다.Another embodiment of the HME unit in accordance with the principles of the present invention and useful as the HME unit 16 (FIGS. 1 and 2) is shown in FIGS. 14 and 15.
하우징(352)은 외부 벽 세그먼트(364) 및 적어도 하나의 내부 격벽(366)을 포함한다. 내부 격벽(366)은 제1 및 제2 유동 경로(A, B)를 형성하도록 다른 구성요소(예컨대, 외부 벽 세그먼트(364))로부터 이격된다. 예를 들어, 내부 격벽(366)은 제1 유동 경로(A)를 확립하는데 있어서 통로(368a, 368b)를 부분적으로 확립할 수 있다. 여하튼, HM 매체(354)는 제1 유동 경로(A)를 따라 위치되고, 제2 유동 경로(B)는 HM 매체(354)로부터 이격된다 (예컨대, 그의 둘레에 또는 측면에 있다). 따라서, 제1 유동 경로(A)는 HME 경로를 구성하고, 제2 유동 경로(B)는 우회 경로이다.The
밸브 메커니즘(356)은 제2 유동 경로(B)의 개방 또는 폐쇄 상태를 지정할 수 있는 다양한 형태를 취할 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서, 밸브 메커니즘(356)은 (예컨대, 격벽(366)과 대응 벽 세그먼트(364) 사이에서) 제2 유동 경로(B)를 따라 하우징(352)에 의해 형성된 개구(382)를 선택적으로 폐쇄하도록 위치된 차단 부재(380)(예컨대, 밸브 플레이트)를 포함한다. 차단 부재(380)의 제1 또는 HME 위치(도 14)에서, 차단 부재(380)는 개구(382)를 에워싸거나 폐쇄하고, 이에 의해 제2 유동 경로(B)를 차단한다. 따라서, HME 위치 (또는 HME 작동 모드)에서, 제1 및 제2 포트(358, 360) 사이의 공기 유동은 제1 유동 경로(A)를 따라서만 발생하고 (따라서 HM 매체(354)를 통과해야 한다). 역으로, 차단 부재(380)의 제2 또는 우회 위치(도 15)에서, 차단 부재(380)는 개구(382)로부터 멀리 이동되어, 제2 유동 경로(B)는 차단 부재(380)에 의해 더 이상 차단되지 않는다. 그러나, 이전의 실시예에서와 같이, 제2 또는 우회 위치에서, 제1 유동 경로(A)는 공기 유동이 유동 경로(A, B)들 모두를 따라 발생할 수 있도록 차단 부재(380)에 의해 완전히 차단되지 않는다. 그러나, 우회 위치 (또는 HME 유닛(350)의 우회 모드)에서, HM 매체(354)는 공기 유동에 대한 저항을 제시하고, 공기 유동이 최소 저항의 경로를 찾을 것이기 때문에, 포트(358, 360)들 사이의 공기 유동은 주로 제2 유동 경로(B)를 따라 발생할 것이다.The
도 14 및 15의 위치는 하우징(302)에 대한 차단 부재(380)의 대향하는 최대 이동점을 나타낸다. HME 유닛(350)이 도 15의 것과 다른 최대 이동점을 제공하도록 변형될 수 있지만, 그렇게 발생된 최대 이동점 (또는 차단 부재(380)의 임의의 중간 위치)는 차단 부재(380)가 제1 유동 경로(A)를 완전하게 차단하거나 폐쇄하게 하지 않는다.The positions of FIGS. 14 and 15 represent the opposing maximum points of movement of the
몇몇 실시예에서, 밸브 메커니즘(356)은 체크 밸브형 특징부를 제공하도록 구성된다. 특히, 밸브 메커니즘(356)은 차단 부재(380) 상으로 선택적으로 작용하는 추가의 구성요소(도시되지 않음)를 포함한다. 참조의 관점에서, 차단 부재(380)는 피벗 단부(384) 및 자유 단부(386)를 포함하는 것으로 설명될 수 있다. 개구(382)에 대한 차단 부재(380)의 이동은 피벗 단부(384)에서 피벗하는 차단 부재(380)를 포함한다. 이러한 방식을 염두하면, 밸브 메커니즘(356)의 구성요소들은 HME 작동 모드에서, 자유 단부(386)가 도 14의 제1 위치에 고정되거나 잠기도록 작동할 수 있다. 위에서 설명된 바와 같이, 차단 부재(380)의 제1 또는 HME 위치는 HME 유닛(350)을 통한 공기 유동이 제1 유동 경로(A)를 따라서만 발생하게 한다. 우회 작동 모드에서, 밸브 메커니즘(356)의 구성요소들은 개구(382)에 대해 차단 부재(380)를 해제하여, 차단 부재(380)는 피벗 단부(384)에서 자유롭게 피벗할 수 있다. HME 유닛(350)이 제1 포트(358)가 환자측 포트로서 역할하고 제2 포트(360)가 인공 호흡기측 포트로서 역할하도록 환자 호흡 회로에 조립되는 경우에, 밸브 메커니즘(356)의 우회 모드에서, 차단 부재(380)는 환자 흡기 (즉, 제2 포트(360)로부터 제1 포트(358)로의 방향으로의 기체 유동)에 의해 개구(382)로부터 멀리 자유롭게 피벗한다. 따라서, 차단 부재(380)는 환자가 흡기할 때 환자에게로의 에어로졸화된 약제의 전달을 최소로 방해한다. 바꾸어 말하면, 인공 호흡기측 포트(360)로부터 환자측 포트(358)로의 유동 방향으로의 공기 유동에 의해, 차단 부재(380)는 제2 유동 경로(B)를 개방한다. 환자 호기 (즉, 환자측 포트(358)로부터 인공 호흡기측 포트(360)로의 유동 방향)에 의해, 공기 유동은 차단 부재(380)에 다시 개구(382)에 대한 폐쇄 위치로 힘을 가하고, 이에 의해 호기된 공기를 HM 매체(354) (및 선택적인 필터(도시되지 않음))를 이송한다. 다음의 환자 흡기 시에, 차단 부재(380)는 다시 자유롭게 개방된다.In some embodiments, the
정확한 설계에 관계없이, 본 발명의 HME 유닛은 이전의 설계에 대한 현저한 개선을 제공한다. HME 유닛은 실행 가능한 HME 및 우회 작동 모드를 제공한다. 그러나, 종래의 우회형 HME 유닛 설계와 달리, 본 발명의 HME 유닛은 소형이며 유선형이고, HME와 우회 모드 사이에서의 사용자 전환이 쉽게 달성된다 (예컨대, 마찰식으로 끼워 맞춰진 하우징 구성요소들이 서로에 대해 회전되도록 요구되지 않는다). 아울러, HME 유닛은 상대적으로 제조하기가 저렴하고, 필터 등과 같은 추가의 특징부를 포함하도록 쉽게 구성된다.Regardless of the exact design, the HME unit of the present invention provides a significant improvement over previous designs. The HME unit provides a viable HME and bypass mode of operation. However, unlike conventional bypass HME unit designs, the HME unit of the present invention is compact and streamlined, and user switching between HME and bypass mode is easily achieved (e.g., frictionally fitted housing components are mutually compatible with each other). Is not required to be rotated). In addition, the HME unit is relatively inexpensive to manufacture and is easily configured to include additional features such as filters and the like.
본 발명이 바람직한 실시예를 참조하여 설명되었지만, 본 기술 분야의 당업자는 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어나지 않고서 형태 및 세부에 있어서 변화가 이루어질 수 있음을 인식할 것이다.Although the invention has been described with reference to preferred embodiments, those skilled in the art will recognize that changes may be made in form and detail without departing from the spirit and scope of the invention.
Claims (23)
제1 포트, 제2 포트, 및 제1 및 제2 포트 사이에서 연장하는 중간 섹션을 형성하는 하우징으로서, 중간 섹션은 제1 및 제2 포트를 유체 연결하는 제1 및 제2 유동 경로를 형성하는, 하우징과,
제1 유동 경로를 따라 중간 섹션 내에 유지되는 열 및 수분 보유 매체(HM 매체)와,
하우징 내에 이동 가능하게 보유되며, 대향하는 제1 및 제2 최대 이동점 사이에서 전환 가능한 차단 부재를 포함하는 밸브 메커니즘을 포함하고,
HME 유닛은 제1 최대 이동점에서, 차단 부재가 제1 유동 경로를 통해서만 공기 유동을 유도하도록 제2 유동 경로를 폐쇄하고, 제2 최대 이동점에서, 차단 부재가 제1 및 제2 유동 경로 모두를 통해 공기 유동을 허용하도록 구성되는,
HME 유닛.Heat and moisture exchange (HME) unit,
A housing defining a first port, a second port, and an intermediate section extending between the first and second ports, the intermediate section defining first and second flow paths that fluidly connect the first and second ports With housing,
Heat and moisture retention media (HM media) maintained in the intermediate section along the first flow path,
A valve mechanism movably retained within the housing, the valve mechanism including a blocking member switchable between opposing first and second maximum movement points,
The HME unit closes the second flow path such that the blocking member induces air flow only through the first flow path at the first maximum travel point, and at the second maximum travel point, the blocking member is connected to both the first and second flow paths. Configured to allow air flow through,
HME unit.
제2 유동 경로를 따라 하우징 내에 이동 가능하게 보유되는 체크 밸브 플레이트를 포함하는 체크 밸브 메커니즘
을 추가로 포함하고,
체크 밸브 메커니즘은 체크 밸브 플레이트가 제1 유동 방향으로의 제2 유동 경로를 통한 공기 유동은 허용하고, 제2의 반대 유동 방향으로의 제2 유동 경로를 통한 공기 유동은 방지하도록 구성된,
HME 유닛.The method of claim 1,
A check valve mechanism comprising a check valve plate movably retained within the housing along a second flow path
In addition,
The check valve mechanism is configured such that the check valve plate allows air flow through the second flow path in the first flow direction and prevents air flow through the second flow path in the second opposite flow direction,
HME unit.
HM 매체에 인접하여 중간 섹션 내에 배치된 2차 필터
를 추가로 포함하는 HME 유닛.The method of claim 1,
Secondary filter placed in middle section adjacent to HM media
HME unit further comprising.
제1 포트, 제2 포트, 및 제1 및 제2 포트 사이에서 연장하는 중간 섹션을 형성하는 하우징과,
대향하는 제1 및 제2 주 표면을 형성하는 열 및 수분 보유 매체(HM 매체)로서, HM 매체는 제1 주 표면이 제1 포트와 유체 대면하고 제2 주 표면이 제2 포트와 유체 대면하도록 하우징 내에 배치된, HM 매체와,
HM 매체의 제1 주 표면과 제1 포트 사이에서 유체적으로, 중간 섹션 내에 이동 가능하게 조립된 차단 부재를 포함하는 밸브 메커니즘을 포함하고,
차단 부재는 차단 부재가 제1 포트로부터 HM 매체를 통해 제2 포트로의 HME 유동 경로를 완성하고, HM 매체 둘레의 우회 유동 경로를 폐쇄하는 HME 위치로부터 전환 가능하며,
HME 유닛은 하우징에 대한 차단 부재의 임의의 위치에서, HM 매체의 제1 주 표면의 적어도 일 부분이 제1 포트에 유체 개방되어 유지되도록 구성되는,
HME 유닛.Heat and moisture exchange (HME) unit,
A housing defining a first port, a second port, and an intermediate section extending between the first and second ports,
A heat and moisture retaining medium (HM medium) that forms opposing first and second major surfaces, wherein the HM medium is such that the first major surface is in fluid facing the first port and the second major surface is in fluid facing the second port. HM media, disposed in the housing,
A valve mechanism comprising a blocking member movably assembled in an intermediate section fluidly between the first major surface of the HM medium and the first port,
The blocking member is switchable from the HME position where the blocking member completes the HME flow path from the first port through the HM medium to the second port and closes the bypass flow path around the HM medium,
The HME unit is configured such that at any position of the blocking member relative to the housing, at least a portion of the first major surface of the HM media remains fluidly open to the first port,
HME unit.
제1 포트, 제2 포트, 및 제1 및 제2 포트 사이에서 연장하는 중간 섹션을 형성하는 하우징으로서, 중간 섹션은 제1 및 제2 포트를 유체 연결하는 제1 및 제2 유동 경로를 형성하는, 하우징과,
제1 유동 경로를 따라 중간 섹션 내에 유지되는 열 및 수분 보유 매체(HM 매체)와,
제1 유동 경로를 따라 중간 섹션 내에 유지되는 단일 2차 필터와,
하우징 내에 이동 가능하게 조립되고, 제1 유동 경로가 개방되고 제2 유동 경로가 폐쇄되는 제1 위치와 적어도 제2 유동 경로가 개방되는 제2 위치 사이에서 전환 가능한 차단 부재를 포함하는 밸브 메커니즘을 포함하고,
HM 매체 및 2차 필터는 제2 유동 경로로부터 이격되는 HME 유닛.Heat and moisture exchange (HME) unit,
A housing defining a first port, a second port, and an intermediate section extending between the first and second ports, the intermediate section defining first and second flow paths that fluidly connect the first and second ports With housing,
Heat and moisture retention media (HM media) maintained in the intermediate section along the first flow path,
A single secondary filter maintained in the intermediate section along the first flow path,
A valve mechanism movably assembled within the housing, the valve mechanism including a blocking member that is switchable between a first position in which the first flow path is opened and the second flow path is closed and at least a second position in which the second flow path is opened; and,
The HM unit and the secondary filter are spaced apart from the second flow path.
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